DE102008023225A1

DE102008023225A1 - Head-up-Display und Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008023225A1
Application number: DE102008023225A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Franz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-05-10
Filing date: 2008-05-10
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2028-05-11
Also published as: DE102008023225B4

Abstract

Es wird ein Head-up-Display beschrieben mit einer Bilderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Bildes und mit einem optischen System zur Abbildung des Bildes, insbesondere auf eine Windschutzscheibe eines Fahrzeuges, mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen der Abbildungseinrichtung derart, dass die Höhe der Abbildung des Bildes geändert wird, und mit einer Steuereinrichtung, die derart eingerichtet ist, dass durch sie eine automatische Rotation der Bilderzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von der Verstellung der Abbildungseinrichtung bewirkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Head-up-Display, insbesondere ein Head-up-Display für Fahrzeuge, und ein Fahrzeug mit einem entsprechenden Head-up-Display.
Es ist insbesondere im Fahrzeugbereich eine Vielzahl verschiedener Typen von Anzeigeeinrichtungen bekannt. Im Vordergrund der Entwicklungsbemühungen stehen derzeit so genannte Head-up-Displays.
Solche Head-up-Displays sind beispielsweise aus der DE 10344686 A1 und der EP 1143288 A1 bekannt. Es wird dabei Licht einer Lichtquelle, beispielsweise einer Leuchtdiode, durch eine Lichtlenk-Optik auf eine Bilderzeugungseinrichtung, wie beispielsweise ein Flüssigkristall-Display, gelenkt, und das derart erzeugte Bild mittels einer Abbildungseinrichtung auf die Windschutzscheibe eines Fahrzeuges projiziert.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zu Grunde, verbesserte Head-Up-Displays anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung beruht demnach zunächst auf dem Wunsch, Head-Up-Displays anzugeben, bei denen die Höhe des erzeugten Bildes, insbesondere die Höhe des Abbildes des erzeugten Bildes auf einer Windschutzscheibe eines Fahrzeuges, verstellbar ist, um beispielsweise die Höhe des Abbildes des erzeugten Bildes an die verschiedenen Augenpositionen verschiedener Fahrer des selben Fahrzeuges anzupassen.
Es zeigte sich allerdings, dass eine Höhenverstellung des Abbildes des erzeugten Bildes in der Realität mit einer Rotation des Abbildes verbunden ist. Unter Rotation versteht man beispielsweise, dass ein horizontal darzustellender Schriftzug in der Darstellung nach rechts oder nach links herunterzuhängen scheint. Umfangreiche der Erfindung zu Grunde liegende Untersuchungen ergaben, dass hierfür beispielsweise Toleranzen beim Einbau des Head-Up-Displays, Toleranzen beim Einbau der Windschutzscheibe und/oder die vielfachen Krümmungen der Windschutzscheibe ursächlich sind.
Die Erfindung basiert demnach auf dem Gedanken, die Rotation des Abbildes in Abhängigkeit von einer Höhenverstellung des Abbildes automatisch zu beeinflussen, insbesondere derart, dass die durch die Höhenverstellung bewirkte Rotation des Abbildes im Wesentlichen kompensiert wird.
Bevorzugt ist ein Head-up-Display mit einer Bilderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Bildes und mit einem optischen System zur Abbildung des Bildes, insbesondere auf eine Windschutzscheibe oder auf eine zusätzlich eingebrachte, meist transparent ausgeführte Projektionsscheibe eines Fahrzeuges. Durch eine Verstelleinrichtung ist die Abbildungseinrichtung derart verstellbar, dass die Höhe der Abbildung des Bildes geändert wird. Eine Steuereinrichtung ist derart eingerichtet, dass eine automatische Rotation der Bilderzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von der (Bildhöhen-) Verstellung der Abbildungseinrichtung bewirkt wird.
Dadurch wird erreicht, dass die durch die Höhenverstellung bewirkte Rotation des Abbildes eines Head-up-Displays automatisch in Abhängigkeit von der Höhenverstellung beeinflusst, insbesondere kompensiert wird. Eine Höhenverstellung des Abbildes, welche beispielsweise durch einen Fahrer eines Fahrzeuges zur Anpassung an seine Augenposition ausgelöst wird, wird dann nicht mehr zwangsläufig durch eine unerwünschte Rotation des Abbil des begleitet, sondern kann durch die Erfindung reduziert oder vermieden werden.
Vorzugsweise wird dazu die Verstellung der Abbildungseinrichtung automatisch oder manuell bewirkt, um die Höhe der Abbildung des Bildes an den Nutzer, insbesondere die Augenposition des Nutzers, anzupassen.
Besonders bevorzugt ist eine Speichereinrichtung zur Speicherung von Informationen über eine Abhängigkeit zwischen der Verstellung der Abbildungseinrichtung und der Rotation der Bilderzeugungseinrichtung vorgesehen. Diese Abhängigkeit kann im Vorfeld anhand statistischer Untersuchungen anhand einer Vielzahl von produzierten Head-Up-Displays oder produzierten Fahrzeugen samt Head-Up-Displays ermittelt werden oder aus den Berechnungsdaten des Head-Up-Displays abgeleitet werden. Es ist auch möglich, nach Montage des Head-Up-Displays und der Frontscheibe ins Fahrzeug durch eine Messtechnik die Rotation in den verschiedenen, einstellbaren Bildlagen zu ermitteln und diese individuellen Daten in der Speichereinrichtung abzuspeichern.
Dadurch können die oben genannten Einflussfaktoren (Toleranzen beim Einbau des Head-Up-Displays, Toleranzen beim Einbau der Windschutzscheibe und/oder die vielfachen Krümmungen der Windschutzscheibe) durch die gespeicherten Informationen über die Abhängigkeit zwischen der Verstellung der Abbildungseinrichtung und der Rotation der Bilderzeugungseinrichtung berücksichtigt werden. Die Steuereinrichtung ist dann derart eingerichtet, dass basierend auf der Abhängigkeit zwischen Verstellung der Abbildungseinrichtung und Rotation der Bilderzeugungseinrichtung automatisch eine Rotation der Bilderzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von der Verstellung der Abbildungseinrichtung bewirkt wird.
Vorzugsweise ist die Abhängigkeit zwischen Verstellung der Abbildungseinrichtung und Rotation der Bilderzeugungseinrichtung derart bestimmt, dass eine Rotation der Abbildung des Bildes, welche durch die Verstellung der Abbildungseinrichtung bewirkt wird, durch die Rotation der Bilderzeugungseinrichtung im Wesentlichen kompensiert wird.
Die genannte Abhängigkeit zwischen Verstellung der Abbildungseinrichtung und Rotation der Bilderzeugungseinrichtung kann beispielsweise in Form einer Tabelle oder eines Korrelationskoeffizienten abgespeichert sein, durch welche verschiedenen Höhen mittelbar oder unmittelbar verschiedene Rotationswinkel zugeordnet sind, welche durch die Höhenverstellung bewirkt sind und welche entsprechend zu kompensieren sind, oder durch welche die durch die Höhenverstellung bewirkte Rotation kompensiert wird.
Die Rotation der Bilderzeugungseinrichtung erfolgt vorteilhafterweise um eine Achse, die im Wesentlichen entlang der Blickrichtung des Fahrers zur Bildmitte bzw. senkrecht zur Bildfläche der Bilderzeugungseinrichtung ausgerichtet ist.
Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Fahrzeug mit einem der genannten Head-up-Displays, bei dem das durch das Head-up-Display erzeugte Bild auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeuges abgebildet wird. Denn die Erfindung ist in Fahrzeugen mit gekrümmten Windschutzscheiben besonders vorteilhaft einsetzbar.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Es wird von einem an sich herkömmlichen Head-up-Display eines Fahrzeuges ausgegangen mit einer Lichtquelle, deren Licht durch eine geeignete Lichtlenk-Optik auf eine Bilderzeugungseinrichtung gelenkt wird, welche beispielsweise ein LCD umfasst. Das durch die Bilderzeugungseinrichtung er zeugte Bild wird über eine Abbildungseinrichtung, beispielsweise ein optisches System umfassend Spiegel und/oder Linsen, auf die Windschutzscheibe eines Fahrzeuges projiziert.
Die Abbildungseinrichtung ist in an sich bekannter Weise insbesondere durch einen Nutzer mittels einer Verstelleinrichtung derart einstellbar, dass das auf die Windschutzscheibe projizierte Bild für den Nutzer gut sichtbar ist.
Durch die Verstelleinrichtung kann insbesondere die vertikale Bildposition verstellt werden, um die Bildlage an die Augposition anzupassen. Dies wird in der Regel durch die Verstellung eines oder mehrerer Elemente der Abbildungseinrichtung oder der gesamten Abbildungseinrichtung realisiert.
Die Bilderzeugungseinrichtung ist um eine Drehachse elektromotorisch drehbar gelagert, wobei die Drehachse im Wesentlichen senkrecht auf der Displayoberfläche steht und/oder derart ausgerichtet ist, dass eine Rotation der Bilderzeugungseinrichtung eine Rotation des auf die Windschutzscheiben projizierten Bildes bewirkt.
In einer Speichereinrichtung ist ein Zusammenhang abgespeichert zwischen der Höhenverstellung des Bildes und den dazugehörigen Rotationswinkeln für die Bilderzeugungseinrichtung, mit denen die durch die Höhenverstellung bewirkte ungewollte Rotation des Bildes kompensiert werden kann.
Ein programmtechnisch entsprechend eingerichtetes Steuergerät ist mit der Verstelleinrichtung, der rotierbaren Bilderzeugungseinrichtung und der Speichereinrichtung derart gekoppelt, dass basierend auf der abgespeicherten Abhängigkeit zwischen Verstellung der Abbildungseinrichtung und Rotation der Bilderzeugungseinrichtung automatisch eine Rotation der Bilderzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von der Verstellung der Abbildungseinrichtung bewirkt wird, und zwar derart, dass eine Rotation der Abbildung des Bil des, welche durch die Verstellung der Abbildungseinrichtung bewirkt wird, durch die Rotation der Bilderzeugungseinrichtung im Wesentlichen kompensiert wird.
Das dargestellte Head-up-Display kann neben den erläuterten Komponenten weitere für ein Head-up-Display typische Komponenten, wie verschiedene Filter, Abbildungsoptiken, ein Gehäuse, weitere Steuereinrichtungen, etc., aufweisen, auf welche lediglich der Einfachheit halber nicht näher eingegangen wurde.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10344686 A1 [0003]
- EP 1143288 A1 [0003]

Claims

Head-up-Display – mit einer Bilderzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Bildes und mit einem optischen System zur Abbildung des Bildes, insbesondere auf eine Windschutzscheibe eines Fahrzeuges, – mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen der Abbildungseinrichtung derart, dass die Höhe der Abbildung des Bildes geändert wird, und – mit einer Steuereinrichtung, die derart eingerichtet ist, dass durch sie eine automatische Rotation der Bilderzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von der Verstellung der Abbildungseinrichtung bewirkt wird.
Head-up-Display nach Anspruch 1, – bei dem die Verstellung der Abbildungseinrichtung automatisch oder manuell bewirkt wird, um die Höhe der Abbildung des Bildes an den Nutzer, insbesondere die Augenposition des Nutzers, anzupassen.
Head-up-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche – mit einer Speichereinrichtung zur Speicherung einer Abhängigkeit zwischen Verstellung der Abbildungseinrichtung und Rotation der Bilderzeugungseinrichtung, – bei dem die Steuereinrichtung derart eingerichtet ist, dass basierend auf der Abhängigkeit zwischen Verstellung der Abbildungseinrichtung und Rotation der Bilderzeugungseinrichtung automatisch eine Rotation der Bilderzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von der Verstellung der Abbildungseinrichtung bewirkt wird.
Head-up-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Abhängigkeit zwischen Verstellung der Abbildungseinrichtung und Rotation der Bilderzeugungseinrichtung derart bestimmt ist, dass eine Rotation der Abbildung des Bildes, welche durch die Verstellung der Abbildungseinrichtung bewirkt wird, durch die Rotation der Bilderzeugungseinrichtung im Wesentlichen kompensiert wird.
Head-up-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rotation der Bilderzeugungseinrichtung um eine Achse erfolgt, die im Wesentlichen senkrecht zur Bildfläche der Bilderzeugungseinrichtung ausgerichtet ist.
Fahrzeug mit einem Head-up-Display nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das durch das Head-up-Display erzeugte Bild auf eine Windschutzscheibe des Fahrzeuges abgebildet wird.